鋼結構設計手冊[2006年同濟大學出版社出版圖書]

《美國鋼結構設計手冊》是2006年同濟大學出版社出版的圖書。 本書自1972年首次出版以來，三十年內歷經多次修改與增補，反映了美國鋼結構設計的*進展，是美國眾多結構設計事務所和施工單位的必備參考書之一。本書第三版由22位多年從事鋼結構理論研究、設計和施工的*學者編寫，內容極為豐富，涵蓋了從鋼結構材料性能、加工製作、各類結構的分析原理和方法，到基於ASD和LRFD規程的建築鋼結構（上冊）和橋樑鋼結構（下冊）的具體設計的各方面內容。 本書適合從事與鋼結構設計和施工相關的工程技術人員、尤其是從事涉外鋼結構工程的技術人員參考，也可供結構工程專業本科高年級學生和研究生參考。

信息

書名：看世界土木工程系列典籍--美國鋼結構設計手冊(上冊)

出版社：同濟大學出版社

定價：65

條形碼：9787560829777

ISBN：ISBN 7-5608-2977-5

作者：ROGER L.BROCKENBROUGH

印刷日期：2006-3-1

出版日期：2006-3-1

精裝平裝_開本_頁數：精裝20開,586頁

簡介：譯者序

2001年底，時任同濟大學出版社總編的周克榮教授委託同濟大學建築工程系鋼結構研究室作本書的翻譯。當時，國內鋼結構發展的高潮已初露端倪，工程界對學習已開發國家的鋼結構技術抱有極大熱情。面對千餘頁的《美國鋼結構設計手冊》，曾計畫用1年時間完成翻譯工作。翻譯主力全靠在讀的研究生們，校譯則由教師承擔。

期間先後參加本書翻譯工作的有鋼結構研究室的碩士、博士研究生翟紅、徐建設、郭小農、楊晶、陳之毅、韓琳、陳建興、王偉、卞若寧、張峰、彭禮、童駿、楊永華、吳香香、江曉峰、田海、陳譽、黃永強和在同濟做博士後研究的宋振森老師。譯者們在完成課程學習和課題研究的同時，日以繼夜，勤奮工作，但畢竟時間有限，且《手冊》涉及知識面甚廣，不是憑著讀過的專業英語課程就能輕易完成的，故此一段工作已耗時甚多。輪及教師審校時，困難亦超出預計：繁重的教學、科研和行政工作，使得連續工作難以實現；為妥切把握原文和譯文之間的對應，所費查詢和切磋功夫也不在少數；分解作業帶來的統稿時，在語言表達統一和風格相近上所花的功夫，竟比第一稿翻譯還要費時。諸種因素累加，致使出版一拖再拖。所幸歷經四年，三易譯稿，今夏終於盼見付印的曙光。

本書內容豐富。前五章包含結構鋼材性質、加工製作、連線、一般結構的分析原理和特殊結構的分析方法，可以視為鋼結構設計的基礎知識；六至十章主要是關於建築鋼結構的內容；最後五章都是關於橋樑鋼結構的介紹。前十章由陳以一教授、趙憲忠副研究員分工承擔了校對、修改、潤色。現集成一冊首先出版。後五章的第一稿由陳以一先做了部分校改，其後全部委託從京都大學留學歸國、專攻鋼與組合結構橋樑的吳沖教授接手校對和修改，擬作為第二分冊年內出版。

考慮到我國出版標準的要求和讀者的閱讀習慣，前十章付印前，請研究生葛利俊對表格、公式、習題和文字中的英制單位加注了國際單位。(加"x"號的公式系本書編輯所加)。

參加本書翻譯工作的大多數研究生們今天或畢業、或出國，僅有幾位還能以"學生"的身份看到自己的作品印成書，雖然有些遺憾，但作為主持翻譯工作的教師，由衷地感謝各位付出的辛勤勞動。

希望本書的翻譯和出版，對國內鋼結構技術的進一步發展能有一點積極的作用。

限於譯者、校者的專業水平與中英文水平，錯訛之處恐是難免的問題。讀者海涵固然幸甚，願指教一二，更不勝感激。

陳以一 趙憲忠

2006年2月10日

目錄

第1章 結構鋼性能及生產和製造過程的影響 (1)

1．1 結構用型鋼和鋼板 (1)

1．1．1 碳素鋼 (4)

1．1．2 高強度低合金鋼 (4)

1．1．3 熱處理碳素鋼和HSLA鋼 (5)

1．1．4 熱處理結構合金鋼 (6)

1．1．5 橋樑用鋼 (6)

1．2 鋼材質量規定 (8)

1．3 結構鋼的相對價格 (8)

1．4 結構用薄鋼板和帶鋼 (11)

1．5 結構用鋼管 (14)

1．6 鋼索在結構中的套用 (15)

1．7 拉伸性能 (16)

1．8 剪下特性 (18)

1．9 硬度試驗 (18)

1．10 冷加工對拉伸性能的影響 (19)

1．11應變速率對拉伸性能的影響 (20)

1．12 高溫對拉伸性能的影響 (21)

1．13 疲勞 (24)

1．14 脆性斷裂 (25)

1．15 殘餘應力 (27)

1．16 層狀撕裂 (28)

1．17 重型截面中的焊接接頭 (29)

1．18 K區域裂縫 (29)

1．19 機械性能的變化 (30)

1．20 加熱和冷卻時碳素鋼的變化 (31)

1．21 晶粒大小的影響 (32)

1．22 退火和正火 (33)

1．23 化學成分對鋼材性質的影響 (34)

1．24 煉鋼方法 (36)

1．25 鑄造和熱軋 (37)

1．26 沖孔和剪下的影響 (39)

1．27 焊接的影響 (40)

1．28 熱切割的影響 (40)

第2章 製作與安裝 (42)

2．1 工廠加工詳圖 (42)

2．2 切割、剪下和鋸割 (44)

2．3 沖孔和鑽孔 (45)

2．4 數控機器 (45)

2．5 螺栓連線 (45)

2．6 焊接 (46)

2．7 起拱 (49)

2．8 工廠預裝配 (50)

2．9 軋制截面 (52)

2．10 組合截面 (53)

2．1l 清理和塗裝 (55)

2．12 製作公差 (56)

2．13 安裝設備 (57)

2．14 房屋安裝方法 (62)

2．15 橋樑安裝工序 (63)

2．16 工地公差 (66)

2．17 安全事宜 (66)

第3章 一般結構原理 (68)

3．1 結構原理的基礎 (68)

3．2 力 (69)

3．3 力矩 (71)

3．4 平衡方程 (72)

3．5 摩擦力 (74)

3．6 運動學 (76)

3．7 動力學 (78)

3．8 應力-應變圖 (80)

3．9 應力和應變的分量 (80)

3．10 應力-應變關係 (83)

3．11 主應力和最大剪應力 (85)

3．12莫爾圓(Mohr sCircle) (86)

3．13 結構構件和支座的類型 (87)

3．14 軸心受力構件 (89)

3．15 受扭構件 (90)

3．16 梁的彎曲應力和應變 (92)

3．16．1 彈性範圍內的彎曲 (93)

3．16．2 塑性範圍內的彎曲 (96)

3．17 梁的剪應力 (97)

3．18梁中剪力、彎矩、變形之間的關係 (99)

3．19 梁的剪下變形 (109)

3．20 組合受力構件 (110)

3．21 非對稱彎曲 (111)

3．22 外力功 (113)

3．23 虛功和應變能 (114)

3．24 CASTIGLIANO S定 (119)

3．25 等定 (120)

3．26 荷載的類型 (121)

3．27 常用結構體系 (122)

3．27．1 桁架 (122)

3．27．2 剛架 (122)

3．27．3 連續梁 (124)

3．28 靜定和幾何不變性 (124)

3．29 靜定結構的反力計算 (125)

3．30 靜定桁架的內力 (126)

3．30．1 截面法 (126)

3．30．2 結點法 (127)

3．31 靜定桁架的變形 (128)

3．32 靜定梁和框架的內力 (129)

3．33 梁的變形 (130)

3．33．1 共軛梁法(130)

3．33．2 圖乘法 (132)

3．33．3 單位荷載法 (133)

3．9 應力和應變的分量(80)

3．10 心力-應變關係 (83)

3．11 主應力和最大剪應力(85)

3．12 莫爾圓(86)

3．13 結構構件和支座的類型(87)

3．14 軸心受力構件(89)

3．15 受扭構件(90)

3．16 梁的彎曲應力和應變(92)

3．16．1 彈性範圍內的彎曲(93)

3．16．2 塑性範圍內的彎曲(96)

3．17 梁的剪應力(97)

3．18 梁中剪力、彎矩、變形之間的關係(99)

3．19 梁的剪下變形(109)

3．20 組合受力構件(1l0)

3．21 非對稱彎曲(111)

3．22 外力功(113)

3．23 虛功和應變能(114)

3．24 CASTIGLIANO S定理(119)

3．25 互等定理(120)

3．26 荷載的類型(121)

3．27 常用結構體系(122)

3．27．1 桁架(122)

3．27．2 剛架(122)

3．27．3 連續梁(124)

3．28 靜定和幾何不變性(124)

3．29 靜定結構的反力計算(125)

3．30 靜定桁架的內力(126)

3．30．1 截面法(126)

3．30．2 結點法(127)

3．31 靜定桁架的變形(128)

3．32 靜定梁和框架的內力(129)

3．33 梁的變形(130)

3．33．1 共軛梁法(130)

3．33．2 圖乘法(132)

3．33．3 單位荷載法(133)

3．34 超靜定體系的分析方法 (134)

3．35 力法 (135)

3．36 位移法 (137)

3．37 轉角位移法 (138)

3．38 彎矩分配法 (141)

3．39 剛度矩陣法 (143)

3．40 影響線 (149)

3．41 柱的彈性屈曲 (152)

3．42 梁的彈性側向屈曲 (155)

3．43 框架的彈性彎曲屈曲 (157)

3．44 局部屈曲 (157)

3．45 線性分析和非線性分析的比較 (159)

3．46 二階效應的基本概念 (160)

3．47 估算二階效應產生的放大係數 (160)

3．48 二階效應的幾何剛度矩陣法 (162)

3．49 材料非線性效應的基本概念 (163)

3．50 塑性分析的經典方法 (165)

3．50．1 平衡法 (166)

3．50．2 機動法 (167)

3．50．3 經典塑性分析的擴展 (169)

3．51 非彈性分析的現代方法 (169)

3．52 結構動力學的基本概念 (170)

3．53 單自由度體系的振動 (171)

3．54 動力荷載對材料的影響 (173)

3．55 反覆荷載 (173)

第4章 特殊結構分析 (174)

4．1 三鉸拱 (174)

4．2 兩鉸拱 (175)

4．3 無鉸拱 (178)

4．4 拱肋的內力 (180)

4．5 薄壁拱殼 (180)

4．6 肋型拱殼 (183)

4．7 肋環型拱殼 (192)

4．8 施威德勒(Schwedler)網殼 (194)

4．9 簡單的懸索結構 (195)

4．9．1 懸鏈線 (196)

4．9．2 拋物線 (197)

4．10 懸索結構體系 (200)

4．11 平面梁格體系 (206)

4．12 折板體系 (213)

4．13 正交異性板 (220)

第5章 連線 (233)

5．1 連線件和焊縫的使用限制 (233)

5．2 螺栓和焊接的組合連線 (234)

5．3 高強度螺栓、螺母和墊圈 (234)

5．4 碳素鋼或普通(機械)螺栓 (237)

5．5 焊接螺柱 (238)

5．6 銷釘 (238)

5．7 連線件直徑 (242)

5．8 緊固件孔洞 (242)

5．9 緊固件的最少數量 (244)

5．10 緊固件淨距 (244)

5．11 緊固件間距 (245)

5．12 螺栓端矩 (246)

5．13 填板 (248)

5．14 螺栓的安裝 (249)

5．15 焊接材料 (251)

5．16 焊接類型 (252)

5．17 標準焊縫符號 (257)

5．18 焊縫位置 (261)

5．19 角焊縫尺寸的限制 (261)

5．20 塞焊和槽焊尺寸的限制 (263)

5．21 焊接步驟 (264)

5．22 焊接質量 (267)

5．23 施焊的淨空和焊縫空間 (268)

5．24 最小連線 (269)

5．25 吊桿連線 (270)

5．25．1 螺栓連線的搭接接頭 (270)

5．25．2 焊接搭接接頭 (271)

5．25．3 受拉螺栓 (273)

5．25．4 對接焊縫接頭 (276)

5．26 受拉拼接 (277)

5．27 受壓拼接 (280)

5．28 柱底板 (285)

5．29 梁支座承壓板 (291)

5．30 受剪連線 (292)

5．31 牛腿連線 (297)

5．32 梁的鉸接 (307)

5．32．1 框架式連線 (308)

5．32．2 托座式連線 (309)

5．33 抗彎連線 (316)

5．34 梁支承於支座頂部 (326)

5．35 桁架連線 (327)

5．36 支撐連線 (328)

5．37 吊車梁連線 (338)

第6章 建築結構設計準則 (340)

6．1建築結構設計規範(340)

6．2 特殊結構的安全評估 (341)

6．3 設計規程 (341)

6．4 建築結構的荷載 (342)

6．4．1 規範規定的荷載 (342)

6．4．2 恆荷載 (342)

6．4．3 樓面活荷載 (345)

6．4．4 集中荷載 (348)

6．4．5 荷載布置方式 (348)

6．5 屋面荷載 (348)

6．5．1 屋面活荷載， (348)

6．5．2 雪荷載 (349)

6．6 風荷載 (351)

6．7 地震荷載 (357)

6．8 衝擊荷載 (363)

6．9 吊車荷載 (364)

6．10 約束作用 (364)

6．11 荷載組合 (365)

6．12 ASD與LRFD規程 (366)

6．13 軸向受拉 (367)

6．14 受剪 (370)

6．14．1 腹板受剪 (370)

6．14．2 螺栓受剪 (371)

6．14．3 焊縫受剪 (375)

6．15 拉-剪組合 (376)

6．15．1 螺栓的拉剪應力 (376)

6．15．2 梁腹板受拉剪組合作用 (377)

6．15．3 剪拉聯合破壞帶 (377)

6．16 受壓 (378)

6．16．1 局部屈曲， (378)

6．16．2 軸，b受壓， (378)

6．16．3 梁受集中荷載作用 (380)

6．17 抗彎強度 (381)

6．17．1 緊密型截面 (381)

6．17．2 LRFD規程中的抗彎強度 (382)

6．17．3 ASD規程中的彎曲應力 (383)

6．18 承壓 (385)

6．19 彎組合 (386)

6．19．1 LRFD的壓彎強度 (386)

6．19．2 ASD的壓彎強度 (387)

6．20 拉彎組合 (388)

6．21 風和地震作用下的應力 (388)

6．22 疲勞荷載 (389)

6．23 板件的屈曲 (400)

6．24 受拉構件的設計參數 (401)

6．25 軋制型鋼樑和板梁的設計參數 (402)

6．25．1 翼緣面積 (402)

6．25．2 腹板面積 (403)

6．25．3 加勁肋設定 (404)

6．26 組合結構設計與施工準則 (405)

6．26．1 採用剪力連線件的組合梁 (405)

6．26．2 剪力連線件 (407)

6．26．3 外包混凝土組合梁 (411)

6．26．4．組合柱 (412)

6．27 正常使用性能 (413)

6．28 組合受壓構件 (414)

6．29 組合受拉桿件 (416)

6．30 塑性設計 (416)

6．31 空心截面 (417)

6．31．1 荷載 (418)

6．31．2 軸心受拉 (418)

6．31．3 HSS的局部屈曲 (419)

6．31．4 軸心受壓 (420)

6．31．5 彎曲 (420)

6．31．6 橫向剪力 (421)

6．31．7 扭轉 (422)

6．31．8 彎曲和軸力組合 (423)

6．31．9 其他 (423)

6．32 索結構 (423)

6．33 結構防火 (424)

6．33．1 可燃材料與不可燃材料 (424)

6．33．2 結構抗火 (426)

6．33．3 防火建築 (426)

6．33．4 鋼材的溫度效應 (426)

6．33．5 防火材料 (427)

6．33．6 建築外露結構鋼 (430)

6．33．7 有約束和無約束建築 (432)

6．33．8 暴露於火中的結構鋼構件的溫度 (434)

6．33．9 合理的抗火設計 (436)

第7章 結構構件的設計 (437)

7．1 受拉構件 (437)

7．2 雙角鋼吊桿的設計方法比較 (438)

7．2．1 雙角鋼吊桿的LRFD法 (439)

7．2．2 雙角鋼吊桿的ASD法 (439)

7．3 寬翼緣桁架構件的LRFD設計實例 (440)

7．4 受壓構件 (441)

7．5 軸心受壓鋼管的LRFD設計實例 (442)

7．6 軸心受壓的寬翼緣截面的設計方法比較 (443)

7．6．1 軸心受壓的寬翼緣W型截面的LRFD法 (443)

7．6．2 軸心受壓的寬翼緣W型截面的ASD法 (443)

7．7 軸心受壓的雙角鋼構件的LRFD設計實例 (444)

7．8 鋼樑 (445)

7．9 樓面簡支梁的設計方法比較 (446)

7．9．1 樓面簡支梁的LRFD法 (447)

7．9．2 樓面簡支梁的ASD法 (448)

7．10 上翼緣無支撐的樓面梁LRFD設計實例 (449)

7．11 懸挑樓面梁的LRFD設計實例 (451)

7．12 鋼-混凝土組合梁 (452)

7．13 均布荷載作用下的組合梁的LRFD設計實例 (455)

7．14 集中荷載和端彎矩作用下的組合梁的LRFD設計實例 (462)

7．15 軸力和雙向彎矩組合作用下的構件設計 (467)

7．16 多層剛框架寬翼緣截面柱的LRFD設計實例 (468)

7．17 柱腳底板設計 (472)

7．18 柱腳底板的LRFD設計實例 (473)

第8章 樓蓋和屋蓋系統 (475)

8．1 混凝土填充壓型金屬板 (475)

8．2 預製混凝土板 (481)

8．3現澆混凝土樓板 (482)

8．4 壓型金屬屋面板 (483)

8．5 輕型預製混凝土屋面板 (485)

8．6 木纖維板 (487)

8．7 石膏-混凝土板 (487)

8．8 熱軋型材 (488)

8．9 空腹托梁 (490)

8．10 輕型樓蓋鋼結構 (490)

8．11 桁架 (491)

8．12 短柱樑 (492)

8．13 交錯桁架 (492)

8．14 空腹梁 (494)

8．15容許應力設計法與荷載抗力分項係數設計法 (495)

8．16 恆載撓度 (496)

8．17 防火 (496)

8．18 振動 (496)

8．19 板梁 (498)

8．20 空間構架 (498)

8．21 拱形屋頂 (499)

8．22 穹頂 (500)

8．23 索結構 (501)

第9章 抗側力設計 (504)

9．1 風荷載的定義 (504)

9．2 風載的確定 (507)

9．2．1 UBC中風荷載的規定 (507)

9．2．2 風荷載的其他規定 (511)

9．3 典型規範中的地震荷載 (512)

9．4 地震設計中的等效靜力荷載 (512)

9．5 地震荷載分配的動力方法 (516)

9．6 用於抗震設計的鋼結構體系 (519)

9．? 鋼框架抗震設計的規定 (524)

9．7．1 抗彎框架的規定 (524)

9．7．2 中心支撐框架的規定 (530)

9．7．3 偏心支撐框架 (532)

9．8 側向荷載作用下框架的內力 (534)

9．8．1 內力分析方法 (534)

9．8．2 框架結構的非線性分析 (537)

9．9 側向荷載作用下的桿件和節點設計 (538)

第10章 冷成型鋼結構設計 (541)

10．1 設計規範和材料 (541)

10．2 製造方法及其影響 (542)

10．3 標準荷載 (544)

10．4 設計方法 (545)

10．4．1 ASD設計要求 (545)

10．4．2 LRFD設計要求 (546)

10．5 截面特性的計算 (547)

10．6 有效寬度的概念 (548)

10．7 最大寬厚比 (550)

10．8 被加勁板件的有效寬度 (551)

10．8．1 均勻受壓被加勁構件 (551)

10．8．2 有應力梯度的加勁板件 (552)

10．9 未加勁板件的有效寬度 (552)

10．9．1 均勻受壓的未加勁板件 (552)

10．9．2 未加勁板件和有應力梯度的邊緣加勁件 (552)

10．10 有邊緣加勁均勻受壓板件的有效寬度 (554)

10．11 受拉構件 (555)

10．12 受彎構件 (556)

10．12．1 基於邊緣屈服的標準強度 (556)

10．12．2 基於側向屈曲的標準強度 (556)

10．12．3 一個翼緣連線在樓面板或屋面板上的梁(C型或Z型截面) (559)

10．12．4 一個翼緣連線到立縫式屋面系統的梁(C型或Z型截面) (559)

10．12．5 標準抗剪強度 (559)

10．12．6 彎剪組合 (560)

10．12．? 腹板皺屈 (561)

10．12．8 彎曲和腹板皺屈的組合強度 (563)

10．13 中心受壓的構件 (564)

10．13．1 彈性彎曲屈曲 (565)

10．13．2 扭轉或彎扭屈曲的對稱截面 (565)

10．13．3 不對稱截面 (566)

10．13．4 一個翼緣通過連線件與樓板、屋面板連線的梁(C型或Z型截面) (566)

10．14 軸向拉力和彎曲組合 (566)

10．15 軸向壓力和彎曲組合 (567)

10．16 圓管構件 (569)

10．16．1 彎曲 (569)

10．16．2 軸向受壓 (570)

10．17 焊接連線 (570)

10．17．1 對接連線中的坡口焊縫 (570)

10．17．2 角焊縫 (571)

10．17．3 電弧點焊 (571)

10．17．4 電阻焊 (574)

10．18 螺栓連線 (574)

10．18．1 板的抗剪強度(間距和邊距) (575)

10．18．2 連線部分的抗拉強度 (575)

10．18．3 承壓強度 (575)

10．18．4 螺栓的抗剪和抗拉 (576)

10．19 螺絲連線 (579)

10．19．1 抗剪 (579)

10．19．2 抗拉強度 (580)

10．20 連線的其他臨界狀態 (581)

10．21 牆柱組合單元 (581)

10．22 有效截面計算算例 (582)

10．23 彎曲強度計算算例 (585)